CN114505344A - 一种用于剪切薄带钢的飞剪剪切控制系统及方法 - Google Patents

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梁云飞
张强
郝军胜
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吴卫朋
曾慧慧
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Abstract

本发明公开了一种用于剪切薄带钢的飞剪剪切控制系统及方法，其中，系统包括辊道、夹送辊组件、检测模块、导向装置和控制模块，辊道用于将从铸辊制得的薄带钢传送至卷取机；夹送辊组件包括靠近飞剪的入口设置的第一夹送辊、以及靠近飞剪的出口设置的第二夹送辊；检测模块用于对薄带钢的带头位置进行检测；导向装置位于第一夹送辊和轧机之间，包括在辊道上相对设置并可相向或相背移动的两块侧导板；控制模块用于在检测模块检测到薄带钢的带头从第二夹送辊穿出时，控制两块侧导板相向移动至分别与薄带钢的两侧侧部接触，并控制第一夹送辊和第二夹送辊分别对薄带钢辊压，以避免飞剪对处于失张状态下薄带钢的剪切，保证薄带钢的分卷的稳定性。

Description

一种用于剪切薄带钢的飞剪剪切控制系统及方法
技术领域
本发明属于冶金轧钢技术领域，具体涉及一种用于剪切薄带钢的飞剪剪切控制系统及方法。
背景技术
飞剪是保证带钢连续生产的关键设备，传统热轧带钢生产线中的飞剪设置在轧机前，其用于对中间坯进行切头切尾以及处理生产事故中产生的废中间坯。位于传动热轧带钢生产线的飞剪处的中间坯的传送速度较低且板坯较厚，因此，在对此类带钢切头切尾时无需对中间坯进行张力控制。
双辊薄带连铸技术是新型的带钢生产技术，代表了当今社会热轧生产线的最高水平，双辊薄带连铸技术是利用两个旋转方向相反的铸辊作为结晶器，将钢液直接浇铸出厚度为1-5mm薄带材，经轧机一道次轧制后进行卷取，因此需在轧机与卷取机之间设置飞剪对薄带钢进行剪切分卷，由于在轧机与卷取机之间的薄带钢的传送速度较快，通常大于60m/min且薄带钢较薄一般0.5-3.5mm，因此，通过飞剪对薄带钢剪切时需对薄带钢进行恒张力控制，以避免剪切后薄带钢失张而造成甩尾以及扣头等事故影响生产。
发明内容
针对现有技术存在的不足之处，本发明提供了一种用于剪切薄带钢的飞剪剪切控制系统及方法，可避免飞剪对处于失张状态下薄带钢的剪切，进而保证薄带钢的分卷的稳定性。
本发明第一方面提供的一种用于剪切薄带钢的飞剪剪切控制系统，包括：
辊道，用于将从铸辊制得的薄带钢依次经过轧机、飞剪后传送至卷取机；
夹送辊组件，包括靠近所述飞剪的入口设置的第一夹送辊、以及靠近所述飞剪的出口设置的第二夹送辊；
检测模块，用于对所述薄带钢的带头位置进行检测；
导向装置，位于所述第一夹送辊和所述轧机之间，包括在所述辊道上相对设置并可相向或相背移动的两块侧导板；
控制模块，用于在所述检测模块检测到所述薄带钢的带头从所述第二夹送辊穿出时，控制两块所述侧导板相向移动至分别与所述薄带钢的两侧侧部接触，并控制所述第一夹送辊和所述第二夹送辊分别对所述薄带钢辊压。
进一步的，所述辊道的上辊面所在的平面可穿过所述轧机的上轧辊和下轧辊之间的辊缝、第一夹送辊的辊缝、飞剪的入口和出口、第二夹送辊的辊缝、以及所述卷取机的入口。
进一步的，所述辊道的上辊面与水平面平行，且所述辊道包括：
第一辊道部，位于所述铸辊和所述轧机之间；
第二辊道部，位于所述轧机和所述第一夹送辊之间，所述导向装置设在所述第二辊道部的上辊面上；
第三辊道部，位于所述第一夹送辊和所述飞剪之间；
第四辊道部，位于所述飞剪和所述第二夹送辊之间；
第五辊道部，位于所述第二夹送辊和所述卷取机的入口之间，且所述检测模块包括设在所述第五辊道部的上方的热检测模块。
进一步的，所述第一夹送辊和第二夹送辊均包括位于所述辊道上方的上辊筒、位于所述辊道的上辊面所在的平面下方的下辊筒、以及用于驱动所述上辊筒升降的液压缸，所述上辊筒为设有冷却水道的空心辊，所述下辊筒为实心辊。
进一步的，两块所述侧导向板均包括靠近所述轧机的一端设置的第一导向段、以及与所述第一导向段连接的第二导向段，两块所述第一导向段配合形成喇叭口结构，两块所述第二导向段配合形成平行导向结构。
本发明第二方面提供的一种用于剪切薄带钢的飞剪剪切控制方法，包括：
将铸辊制备出的薄带钢在如上述所述的飞剪剪切控制装置中的辊道的输送下依次经过所述轧机、第一夹送辊、飞剪、第二夹送辊向所述卷取机输送；
当所述检测模块检测到所述薄带钢的带头从所述第二夹送辊穿出时，控制两块所述侧导板相向移动至分别与所述薄带钢的两侧侧部接触，并控制所述第一夹送辊和所述第二夹送辊分别对所述薄带钢辊压，以使所述薄带钢在恒张力的状态下被所述飞剪剪切。
进一步的，在控制所述第一夹送辊和所述第二夹送辊分别对所述薄带钢辊压之前，还包括：
根据所述第一夹送辊的辊缝和所述第一夹送辊对所述薄带钢施加的预设压力之间的关系、以及所述第二夹送辊的辊缝和所述第二夹送辊对所述薄带钢施加的预设压力之间的关系，分别确定所述第一夹送辊和第二夹送辊对所述薄带钢辊压时所对应的辊缝宽度。
进一步的，在所述检测模块检测到所述薄带钢的带头从所述第二夹送辊穿出之前，还包括：
分别调整所述第一夹送辊和所述第二夹送辊的辊缝，使所述第一夹送辊的上辊筒和所述第二夹送辊的上辊筒分别远离所述辊道的上辊面；
调整两块所述侧导板分别与所述薄带钢的两侧侧部之间的距离，使两块所述侧导板与所述薄带钢的两侧侧部之间的距离为预设距离。
进一步的，在控制所述第一夹送辊和所述第二夹送辊分别对所述薄带钢辊压时，所述第一夹送辊对所述薄带钢的辊压压力与所述第二夹送辊对所述薄带钢的辊压压力相同。
进一步的，在所述飞剪对所述薄带钢剪切时，所述飞剪的最大剪切速度为3-6m/s、剪切宽度为1300-1400mm、剪切温度为300-850℃、最大剪切力为900-1100KN。
本发明提供的一种用于剪切薄带钢的飞剪剪切控制系统及方法，通过控制两块侧导板对从第二夹送辊穿出的薄带钢的两侧侧部接触，以使薄带钢在辊道的传送下顺利穿过第一夹送辊、飞剪和第二夹送辊，并通过控制第一夹送辊和第二夹送辊分别对薄带钢辊压，以实现薄带钢在恒张力的状态下被飞剪剪切。总之，在飞剪对薄带钢剪切时，本发明通过第一夹送辊和第二夹送辊分别对薄带钢辊压，避免飞剪对处于失张状态下薄带钢的剪切，进而保证薄带钢的分卷的稳定性。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明示例性实施例提供的一种用于剪切薄带钢的飞剪剪切控制系统的示意图；
图2为本发明示例性实施例提供的一种用于剪切薄带钢的飞剪剪切控制方法的流程示意图。
具体实施方式
为克服现有技术中的不足，本发明提供一种用于剪切薄带钢的飞剪剪切控制系统及方法。为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的优选实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
本发明提供的一种用于剪切薄带钢的飞剪剪切控制系统，参见图1，所述系统包括辊道3、夹送辊组件、检测模块8、导向装置9和控制模块，辊道3用于将从铸辊1制得的薄带钢2依次经过轧机4、飞剪6后传送至卷取机10；夹送辊组件包括靠近飞剪6的入口设置的第一夹送辊5、以及靠近飞剪6的出口设置的第二夹送辊7；检测模块8用于对薄带钢2的带头位置进行检测；导向装置9位于第一夹送辊5和轧机4之间，导向装置9包括在辊道3上相对设置并可相向或相背移动的两块侧导板；控制模块用于在检测模块检测到薄带钢2的带头从第二夹送辊7穿出时，控制两块侧导板相向移动至分别与薄带钢2的两侧侧部接触，并控制第一夹送辊5和第二夹送辊7分别对薄带钢2辊压。
本发明提供的用于剪切薄带钢的飞剪剪切控制系统，通过控制两块侧导板对从第二夹送辊7穿出的薄带钢2的两侧侧部接触，以使薄带钢2在辊道3的传送下顺利穿过第一夹送辊5、飞剪6和第二夹送辊7，并通过控制第一夹送辊5和第二夹送辊7分别对薄带钢2辊压，以实现薄带钢2在恒张力的状态下被飞剪6剪切。总之，通过本发明提供的用于剪切薄带钢的飞剪剪切控制系统，通过飞剪6在对薄带钢2剪切时，控制第一夹送辊5和第二夹送辊7分别对薄带钢2辊压，避免飞剪6对处于失张状态下薄带钢2的剪切，进而保证薄带钢2的分卷的稳定性。
在一些实施方式中，辊道3的上辊面所在的平面可穿过轧机4的上轧辊和下轧辊之间的辊缝、第一夹送辊5的辊缝、飞剪6的入口和出口、第二夹送辊7的辊缝、以及卷取机10的入口，以保证经辊道3传送的薄带钢2能够顺利的从轧机4、第一夹送辊5、飞剪6和第二夹送辊7经过进而传送至卷取机10的入口。
在一些实施方式中，辊道3的上辊面与水平面平行，且辊道3包括第一辊道部301、第二辊道部302、第三辊道部303、第四辊道部304和第五辊道部305，第一辊道部301位于铸辊1和轧机4之间；第二辊道部302位于轧机4和第一夹送辊5之间，导向装置9设在第二辊道部302的上辊面上；第三辊道部303位于第一夹送辊5和飞剪6之间；第四辊道部304位于飞剪6和第二夹送辊7之间；第五辊道部305位于第二夹送辊7和卷取机10的入口之间，且检测模块8包括设在第五辊道部305的上方的热检测模块。
通过将辊道3的上辊面与水平面平行，能够使位于辊道3上辊面的薄带钢2保持与水平面平行，这里，热检测模块设置在第五辊道部305的上方，与飞剪6的控制系统连接，热检测模块用于通过对位于其下方的热量的检测，确定薄带钢2的带头在第五辊道部305上的位置，并在热检测模块检测到薄带钢2在第五辊道部305上的预设位置时，控制飞剪6对薄带钢2的头部进行剪切。其中，第一辊道部301、第二辊道部302、第三辊道部303、第四辊道部304和第五辊道部305的上辊面均在同一平面上。
在一些实施方式中，第一夹送辊5和第二夹送辊7均包括位于辊道3上方的上辊筒、位于辊道3的上辊面所在的平面下方的下辊筒、以及用于驱动上辊筒升降的液压缸，上辊筒为设有冷却水道的空心辊，下辊筒为实心辊。这里，第一夹送辊5和第二夹送辊7的下辊筒均与辊道3的上辊面相切，以使薄带钢2在被辊道3传送的过程中能够保持其表面的平整。此外，本申请是通过与上辊筒连接的液压缸带动上辊筒在下滚筒的上方升降，以改变第一夹送辊5和第二夹送辊7的辊缝的宽度。具体为，当检测模块检测到薄带钢2的带头从第二夹送辊7穿出时，用于连接第一夹送辊5的上辊筒的液压缸、以及用于连接第二夹送辊7的上辊筒的液压缸分别向与其对应的下辊筒移动，以分别使第一夹送辊5和第二夹送辊7的辊缝的宽度减小，进而使第一夹送辊5的上辊筒和第二夹送辊7的上辊筒分别与薄带钢2接触，实现第一夹送辊5和第二夹送辊7对薄带钢2的辊压；当飞剪6完成对薄带钢2的剪切时，用于连接第一夹送辊5的上辊筒的液压缸、以及用于连接第二夹送辊7的上辊筒的液压缸分别向与其对应的下辊筒远离的方向移动，以分别使第一夹送辊5和第二夹送辊7的辊缝的宽度增大，进而使第一夹送辊5的上辊筒和第二夹送辊7的上辊筒分别与薄带钢2远离，接触第一夹送辊5和第二夹送辊7对薄带钢2的辊压。
在一些实施方式中，两块侧导向板均包括靠近轧机4的一端设置的第一导向段、以及与第一导向段连接的第二导向段，两块第一导向段配合形成喇叭口结构，两块第二导向段配合形成平行导向结构。通过将两块第一导向段配合形成喇叭口结构，使从轧机4穿出的薄带钢2的带头顺利进入两块侧导向板之间，通过将两块第二导向段配合形成平行导向结构，能够使薄带钢2的两侧侧部在第二导向段的导向下顺利进入第一夹送辊5的辊缝中。
本发明提供的一种用于剪切薄带钢的飞剪剪切控制方法，参见图2，包括如下步骤：
S100、将铸辊1制备出的薄带钢2在如上述所述的飞剪剪切控制装置中的辊道3的输送下依次经过所述轧机4、第一夹送辊5、飞剪6、第二夹送辊7向所述卷取机10输送；
S200、当检测模块8检测到薄带钢2的带头从第二夹送辊7穿出时，控制两块侧导板相向移动至分别与薄带钢2的两侧侧部接触，并控制第一夹送辊5和第二夹送辊7分别对薄带钢2辊压，以使薄带钢2在恒张力的状态下被飞剪6剪切。
本发明提供的用于剪切薄带钢的飞剪剪切控制方法，通过控制两块侧导板对从第二夹送辊7穿出的薄带钢2的两侧侧部接触，以使薄带钢2在辊道3的传送下顺利穿过第一夹送辊5、飞剪6和第二夹送辊7，并通过控制第一夹送辊5和第二夹送辊7分别对薄带钢2辊压，以实现薄带钢2在恒张力的状态下被飞剪6剪切。总之，通过本发明提供的用于剪切薄带钢的飞剪剪切控制方法，通过飞剪6在对薄带钢2剪切时，控制第一夹送辊5和第二夹送辊7分别对薄带钢2辊压，避免飞剪6对处于失张状态下薄带钢2的剪切，进而保证薄带钢2的分卷的稳定性。
需要说明的是，在控制两块侧导板相向移动至分别与薄带钢2的两侧侧部接触时，控制两块侧导板相对于飞剪6的入口的中轴线对称，以保证两侧侧部分别与两块侧导板接触的薄带钢2顺利进入飞剪6的入口。
在一些实施方式中，在控制第一夹送辊5和第二夹送辊7分别对薄带钢2辊压之前，还包括：根据第一夹送辊5的辊缝和第一夹送辊5对薄带钢2施加的预设压力之间的关系、以及第二夹送辊7的辊缝和第二夹送辊7对薄带钢2施加的预设压力之间的关系，分别确定第一夹送辊5和第二夹送辊7对薄带钢2辊压时所对应的辊缝宽度。
需要说明的是，第一夹送辊5对薄带钢2施加的预设压力、以及第二夹送辊7对薄带钢2施加的预设压力均可通过如下公式进行计算：
Figure BDA0003456666050000081
这里h为薄带钢的预设厚度，W的薄带钢的预设宽度，σ为卷取及的卷筒与机架间的预设张力，μ为薄钢带与第一夹送辊5或第二夹送辊7之间的摩擦因子；且第一夹送辊5和第二夹送辊7的辊缝(S)需要通过公式：S＝(0.8～0.9)h进行计算。因此，在确定第一夹送辊5对薄带钢2施加的预设压力、以及第二夹送辊7对薄带钢2施加的预设压力后，对第一夹送辊5和第二夹送辊7对薄带钢2辊压时所对应的辊缝宽度的计算，能够保证第一夹送辊5和第二夹送辊7对薄带钢2的辊压压力达到预设压力值。
这里，在检测模块8检测到薄带钢2的带头从第二夹送辊7穿出前，还需要保持第一夹送辊5和第二夹送辊7的辊缝均大于经计算获得辊缝的宽度，以确保薄带钢2能够顺利进入到第一夹送辊5和第二夹送辊7中。
在一些实施方式中，在检测模块8检测到薄带钢2的带头从第二夹送辊7穿出之前，还包括：分别调整第一夹送辊5和第二夹送辊7的辊缝，使第一夹送辊5的上辊筒和第二夹送辊7的上辊筒分别远离辊道3的上辊面；调整两块侧导板分别与薄带钢2的两侧侧部之间的距离，使两块侧导板与薄带钢2的两侧侧部之间的距离为预设距离。
在检测模块8检测到薄带钢2的带头从第二夹送辊7穿出之前，通过使两块侧导板与薄带钢2的两侧侧部之间的距离为预设距离，可使薄带钢2进入飞剪6之前在两块侧导板的作用下相对飞剪6的入口进行预先对中。且此时两块侧导板相对于飞剪6的入口的中轴线对称。
在一些实施方式中，在控制第一夹送辊5和第二夹送辊7分别对薄带钢2辊压时，第一夹送辊5对薄带钢2的辊压压力与第二夹送辊7对薄带钢2的辊压的压力相同。
具体为，通过分别控制第一夹送辊5和第二夹送辊7的辊缝，以使第一夹送辊5对薄带钢2的辊压压力与第二夹送辊7对薄带钢2的辊压的压力相同，使第一夹送辊5为轧机4提供后张力，待薄带钢2的头部在卷取机10完成穿出后，薄带钢2的张力控制由卷取机10完成，此时上辊筒打开；第二夹送辊7确保薄带钢2以一定速度成功抛钢尾，并保证在剪切过程中使薄带钢2传送穿入卷取机10的夹送辊，并在此时将第一夹送辊5的上辊筒和第二夹送辊7的上辊筒同时向远离其各自对应的下辊筒。
进一步的，在所述飞剪6对薄带钢2剪切时，飞剪6的最大剪切速度为3-6m/s、剪切宽度为1300-1400mm、剪切温度为300-850℃、最大剪切力为900-1100KN。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种用于剪切薄带钢的飞剪剪切控制系统，其特征在于，包括：
辊道，用于将从铸辊制得的薄带钢依次经过轧机、飞剪后传送至卷取机；
夹送辊组件，包括靠近所述飞剪的入口设置的第一夹送辊、以及靠近所述飞剪的出口设置的第二夹送辊；
检测模块，用于对所述薄带钢的带头位置进行检测；
导向装置，位于所述第一夹送辊和所述轧机之间，包括在所述辊道上相对设置并可相向或相背移动的两块侧导板；
控制模块，用于在所述检测模块检测到所述薄带钢的带头从所述第二夹送辊穿出时，控制两块所述侧导板相向移动至分别与所述薄带钢的两侧侧部接触，并控制所述第一夹送辊和所述第二夹送辊分别对所述薄带钢辊压。
2.根据权利要求1所述的用于剪切薄带钢的飞剪剪切控制系统，其特征在于，所述辊道的上辊面所在的平面可穿过所述轧机的上轧辊和下轧辊之间的辊缝、第一夹送辊的辊缝、飞剪的入口和出口、第二夹送辊的辊缝、以及所述卷取机的入口。
3.根据权利要求1所述的用于剪切薄带钢的飞剪剪切控制系统，其特征在于，所述辊道的上辊面与水平面平行，且所述辊道包括：
第一辊道部，位于所述铸辊和所述轧机之间；
第二辊道部，位于所述轧机和所述第一夹送辊之间，所述导向装置设在所述第二辊道部的上辊面上；
第三辊道部，位于所述第一夹送辊和所述飞剪之间；
第四辊道部，位于所述飞剪和所述第二夹送辊之间；
第五辊道部，位于所述第二夹送辊和所述卷取机的入口之间，且所述检测模块包括设在所述第五辊道部的上方的热检测模块。
4.根据权利要求1所述的用于剪切薄带钢的飞剪剪切控制系统，其特征在于，所述第一夹送辊和第二夹送辊均包括位于所述辊道上方的上辊筒、位于所述辊道的上辊面所在的平面下方的下辊筒、以及用于驱动所述上辊筒升降的液压缸，所述上辊筒为设有冷却水道的空心辊，所述下辊筒为实心辊。
5.根据权利要求1所述的用于剪切薄带钢的飞剪剪切控制系统，其特征在于，两块所述侧导向板均包括靠近所述轧机的一端设置的第一导向段、以及与所述第一导向段连接的第二导向段，两块所述第一导向段配合形成喇叭口结构，两块所述第二导向段配合形成平行导向结构。
6.一种用于剪切薄带钢的飞剪剪切控制方法，其特征在于，包括：
将铸辊制备出的薄带钢在如权利要求1至5任一所述的飞剪剪切控制装置中的辊道的输送下依次经过所述轧机、第一夹送辊、飞剪、第二夹送辊向所述卷取机输送；
当所述检测模块检测到所述薄带钢的带头从所述第二夹送辊穿出时，控制两块所述侧导板相向移动至分别与所述薄带钢的两侧侧部接触，并控制所述第一夹送辊和所述第二夹送辊分别对所述薄带钢辊压，以使所述薄带钢在恒张力的状态下被所述飞剪剪切。
7.根据权利要求6所述的用于剪切薄带钢的飞剪剪切控制方法，其特征在于，在控制所述第一夹送辊和所述第二夹送辊分别对所述薄带钢辊压之前，还包括：
根据所述第一夹送辊的辊缝和所述第一夹送辊对所述薄带钢施加的预设压力之间的关系、以及所述第二夹送辊的辊缝和所述第二夹送辊对所述薄带钢施加的预设压力之间的关系，分别确定所述第一夹送辊和第二夹送辊对所述薄带钢辊压时所对应的辊缝宽度。
8.根据权利要求6所述的用于剪切薄带钢的飞剪剪切控制方法，其特征在于，在所述检测模块检测到所述薄带钢的带头从所述第二夹送辊穿出之前，还包括：
分别调整所述第一夹送辊和所述第二夹送辊的辊缝，使所述第一夹送辊的上辊筒和所述第二夹送辊的上辊筒分别远离所述辊道的上辊面；
调整两块所述侧导板分别与所述薄带钢的两侧侧部之间的距离，使两块所述侧导板与所述薄带钢的两侧侧部之间的距离为预设距离。
9.根据权利要求6所述的用于剪切薄带钢的飞剪剪切控制方法，其特征在于，在控制所述第一夹送辊和所述第二夹送辊分别对所述薄带钢辊压时，所述第一夹送辊对所述薄带钢的辊压压力与所述第二夹送辊对所述薄带钢的辊压压力相同。
10.根据权利要求6至9任一所述的用于剪切薄带钢的飞剪剪切控制方法，其特征在于，在所述飞剪对所述薄带钢剪切时，所述飞剪的最大剪切速度为3-6m/s、剪切宽度为1300-1400mm、剪切温度为300-850℃、最大剪切力为900-1100KN。
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